JP2018147450A - モード切替制御装置、モード切替制御システム、モード切替制御方法およびプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】運転モードを適切な位置で切り替えられるようにし、安全性を向上させるモード切替制御装置を提供する。【解決手段】モード切替制御装置６は、モード切替を制御する。モード切替とは、車両の運転モードを手動運転モードと自動運転モードとの間で切り替える処理である。モード切替制御装置は、取得部６１ａと、計算部６１ｂとを具備する。取得部は、車両の周辺を監視するセンサから、モード切替のために設定される切替区間における周辺状況を示すセンシングデータを取得する。計算部は、センシングデータに基づいて、切替区間において前記モード切替の推奨される位置であるモード切替推奨位置を計算する。【選択図】図２

Description

この発明は、車両の運転モードを手動運転モードと自動運転モードとの間で切り替える技術に関する。

車両の運転を自動化する技術が注目されており、自動運転モードについての検討が始まっている。自動運転モードは、コンピュータが主体となって車両を走行させるモードであり、運転者（ドライバ）が自らの手足や感覚を頼りに車両を操作する手動運転モードとは区別される。

自動運転モードは、各種のセンサや通信で取得された多様な情報に基づきパワーユニットや操舵装置、ブレーキ等を制御することで車両の自動運転を可能にする。例えば、ＧＰＳ（Global Positioning System）から得た測位情報、カーナビゲーションシステムの地図情報、路車間通信により取得される交通情報、周辺の人や車両の位置と動きを監視する周辺モニタリングシステムからの監視情報、あるいは３軸センサから取得される車両の姿勢情報などが利用される。

自動運転モードは、運転者の負担の軽減や渋滞の緩和等の効果をもたらすと期待されている。しかし車両が出発してから目的地に着くまでには、運転者がハンドルを握って運転しなくてはならないこともある。例えば高速道路上では自動運転モードに任せても、一般道では手動運転モードにするほうが良いこともある。そこで、自動運転モードと手動運転モードとを安全に切り替えるための技術が求められる。

例えば特許文献１に、自動運転を中断する中断タイミングを変更可能とする技術が開示される。特許文献１には、経路の前方に自動運転の中断対象事象が存在する場合に運転者の要望に応じて自動運転の中断タイミングを再設定することが開示されている。しかしながら運転者が自動運転モードから手動運転モードへの切り替えを要望しているときに、適切な切り替えポイントを探し出して運転者に推奨する技術は開示されていない。

特開２０１５−１４１５６０号公報

自動運転モードと手動運転モードとの切り替えについて様々な検討がなされている。例えば、既定の準備時間（例えば６０秒）を設定し、その間に周辺の目視などの準備を済ませて安全を十分に確保できる状態になってから切り替えを行うことが考えられている。また、インターチェンジの手前などにある程度の長さ（例えば１００ｍ〜数ｋｍ程度）の切替区間を設定し、ゆとりを持って運転モードを切り替えられるようにすることが考えられている。

切替区間の中でも、切り替えしやすい位置（あるいは場所）とそうでない位置がある。また、切り替えしやすい位置は周辺の状況の変化に応じて時々刻々と移動すると考えられる。モード切替を行うのに望ましい位置を運転者に積極的に推奨することができれば、運転モード切替に係わる安全性を高められる可能性がある。

この発明は上記事情に着目してなされたもので、その目的は、運転モードを適切な位置で切り替えられるようにし、これにより安全性の向上を図ることにある。

上記の目的を達成するために、本発明では以下のような手段を講じる。

請求項１の発明は、車両の運転モードを手動運転モードと自動運転モードとの間で切り替えるモード切替を制御するモード切替制御装置にあって、モード切替のために設定される切替区間における周辺状況を示すセンシングデータを車両の周辺を監視するセンサから取得する取得部と、センシングデータに基づいて切替区間において前記モード切替の推奨される位置であるモード切替推奨位置を計算する計算部とを具備するように構成したものである。

請求項１０の発明は、車両の運転モードを手動運転モードと自動運転モードとの間で切り替えるモード切替を制御するモード切替制御システムにあって、車両の周辺を監視し車両の周辺状況を示すセンシングデータを出力するセンサと、モード切替のために設定される切替区間におけるセンシングデータをセンサから取得する取得部と、センシングデータに基づいて、切替区間において前記モード切替の推奨される位置であるモード切替推奨位置を計算する計算部とを具備するように構成したものである。

請求項１１の発明は、車両の運転モードを手動運転モードと自動運転モードとの間で切り替えるモード切替をコンピュータにより制御するモード切替制御方法にあって、コンピュータが、モード切替のために設定される切替区間における周辺状況を示すセンシングデータを車両の周辺を監視するセンサから取得する過程と、コンピュータが、センシングデータに基づいて切替区間において前記モード切替の推奨される位置であるモード切替推奨位置を計算する過程とを具備するように構成したものである。

請求項１２の発明は、車両の運転モードを手動運転モードと自動運転モードとの間で切り替えるモード切替を制御するコンピュータに、モード切替のために設定される切替区間における周辺状況を示すセンシングデータを車両の周辺を監視するセンサから取得させる命令と、センシングデータに基づいて切替区間においてモード切替の推奨される位置であるモード切替推奨位置を計算させる命令とを含む、プログラムである。

請求項２の発明は、計算部が、車両の周辺におけるオブジェクトの分布状況を判定基準としてモード切替推奨位置を計算するように構成したものである。

請求項３の発明は、計算部が、切替区間においてオブジェクトの分布密度が最も疎となる位置をモード切替推奨位置とするように構成したものである。

請求項４の発明は、モード切替推奨位置を車両の運転者に通知する通知制御部をさらに具備するように構成したものである。

請求項５の発明は、通知制御部が、車両に備わる表示器に、車両の周辺のマップ画像にモード切替推奨位置を重ねて表示するように構成したものである。

請求項６の発明は、計算部が、モード切替の推奨の度合いを数値化した指標の切替区間における分布を計算し、通知制御部が、指標の値をマップ画像における表示色に対応付けてカラーマップ表示するように構成したものである。

請求項７の発明は、通知制御部が、モード切替推奨位置に至るまでの時間を車両の運転者に音声で通知するように構成したものである。

請求項８の発明は、レーダによりセンシングデータを得るようにしたものである。

請求項９の発明は、画像センサによりセンシングデータを得るようにしたものである。

請求項１、１０、１１または１２の発明によれば、車両の周辺を監視するセンサ（例えば前方監視カメラや車載レーダ）から、モード切替のために設定される切替区間における周辺状況を示すセンシングデータ（例えば車両の前方の映像データやレーダデータ）が取得される。そして、このセンシングデータに基づいて、切替区間において前記モード切替の推奨される位置であるモード切替推奨位置が計算される。

このような構成であるから、切替区間の中でも特に推奨すべき位置としてのモード切替推奨位置が計算され、例えば車載コンピュータのメモリなどに記憶される。この情報をもとに例えば車両の自動運転制御装置は、モード切替推奨位置をターゲットポイントとして運転モード切替のための種々の制御を自動で実行することができる。これにより推奨すべき位置において運転モードを切り替えることが可能になるので、モード切替に係わる安全性を向上させることができる。

請求項２の発明によれば、モード切替推奨位置は、車両の周辺におけるオブジェクト（例えば、同じ車線を走る車両、別の車線を同じ方向に走る車両、対向車線を走る車両、あるいは人や建物など）の分布状況を判定基準として計算される。これにより、自車両とは異なる物体との位置関係に基づいてモード切替推奨位置を計算することができ、従ってモード切替に係わる安全性を向上させることができる。

請求項３の発明によれば、モード切替推奨位置は、車両の周辺におけるオブジェクトの分布密度が最も疎となる位置として算出される。これにより、交通の障害となり得る物体を最大限に避け得る位置がモード切替推奨位置として求められるので、安全性を向上させることができる。なおオブジェクトの分布状況や分布密度は計算を行う現時点のものに限らず、将来（または過去）の任意時刻における値であってもよい。

請求項４の発明によれば、さらに、通知制御部により、モード切替推奨位置が車両の運転者に通知される。これにより運転者は、モード切替推奨位置に達するまでに十分なゆとりを持って引き継ぎ処理（周辺の目視やアクセルペダルの踏み込みの引き継ぎなど）を実行することができる。また、障害物の少ない位置において運転モードを切り替えることができる。このように、適切な位置でのモード切替を積極的に促すことができるようになるので、安全面からのドライバーへのサポートを充実させ、モード切替に係わる安全性を格段に向上させることができる。

請求項５の発明によれば、モード切替推奨位置は、表示器（例えばカーナビゲーションシステムのタッチパネル、ヘッドアップディスプレイ、あるいはスマートフォンやタブレット端末のディスプレイなど）に表示される車両の周辺のマップ画像に、重ねて表示される。これにより運転者はモード切替推奨位置を視覚的に認識することができるので、モード切替に係わる安全性を格段に向上させることができる。

請求項６の発明によれば、計算部により、モード切替の推奨の度合いを数値化した指標の切替区間における分布が計算される。そして、通知制御部により、指標値はマップ画像における表示色に対応付けられてカラーマップ表示される。ここで、モード切替の推奨の度合いを数値化した指標とは、例えば上記オブジェクトの分布密度の逆数であって良い。つまりオブジェクトの分布密度が低い位置ほど、指標の値は高くなる。このほか路面の状態や形状、対向車の大きさや予想重量など種々のパラメータに基づいて上記指標を算出することができる。

例えば切替区間は、帯状または短冊状のアイコンとして表示部に表示されることができる。この短冊形状の表示色の濃さ（または色相）を上記指標に対応付けることにより、モード切替を実施したほうが良い位置とそうでない位置とを、運転者は一目瞭然で把握することができる。従って、モード切替に係わる安全性を格段に向上させることができる。

請求項７の発明によれば、通知制御部により、モード切替推奨位置に至るまでの時間が運転者に音声で通知される。例えば現在時刻からモード切替推奨位置を通過すると予想される時刻までの期間をカウントダウン形式で運転者に通知するようにしてもよい。これにより運転者は聴覚に基づいてモード切替推奨位置を認識でき、その分、視覚を周辺監視に向けることができる。従って、モード切替に係わる安全性を格段に向上させることができる。

請求項８の発明によれば、レーダによりセンシングデータが取得されるので、例えば暗闇においても正確な周辺状況（車両分布など）を算出することができる。

請求項９の発明によれば、画像センサによりセンシングデータが取得されるので、環境によってはレーダよりも鮮明な映像データを得ることができる。

すなわち請求項１〜１２のいずれの発明によっても、運転モードを適切な位置で切り替えることができるようになり、安全性を向上させることができる。

この発明の一実施形態に係るモード切替制御装置を含む、自動運転制御システムの一例を示すブロック図。 図１に示されるモード切替制御装置６の一例を示す機能ブロック図。 図２に示されるモード切替制御装置６の処理手順の一例を示すフローチャート。 切替区間周辺での車両分布の一例を示す図。 図４に示される状況での推奨度の分布の一例を示す図。 表示部９に表示されるナビゲーション画面の一例を示す図。 切替区間周辺での車両分布および推奨度の分布の他の例を示す図。 表示部９に表示されるナビゲーション画面の他の例を示す図。 図２に示されるモード切替制御装置６の処理手順の他の例を示すフローチャート。 前方監視カメラ１１の視野に捕えられた映像の一例を示す図。 スピーカ１０から出力される音声メッセージの一例を示す図。 スピーカ１０から出力される音声メッセージの他の例を示す図。

以下、図面を参照してこの発明に係わる実施形態を説明する。
図１は、この発明の一実施形態に係るモード切替制御装置を含む、自動運転制御システムの一例を示すブロック図である。この自動運転制御システムは車両１に搭載される。車両１は、手動運転モードまたは自動運転モードのいずれかのモードで走行することが可能である。車両１は、基本装備としてパワーユニット２および操舵装置３を備える。パワーユニット２は、動力源および変速装置を含む。動力源としては、内燃機関または電気モータ、あるいはその両方を用いることが可能である。操舵装置３はステアリングホイール４に接続される。

手動運転モードは、例えば、運転者の手動による運転操作を主体として車両１を走行させるモードである。手動運転モードは、例えば、運転者の運転操作だけに基づいて車両を走行させる動作モードと、運転者の運転操作を主体としながら運転者の運転操作を支援する運転操作支援制御を行う動作モードとを含んでもよい。

運転操作支援制御は、例えば、車両１のカーブ走行時に運転者による操舵をアシストして、カーブの曲率に沿って走行するように車両の運転操作を支援する。また運転操作支援制御は、運転者のアクセル操作（例えばアクセルペダルの操作）またはブレーキ操作（例えばブレーキペダルの操作）を支援する制御と、手動操舵（操舵の手動運転）および手動速度調整（速度調整の手動運転）などを含んでもよい。手動操舵は、運転者のステアリングホイール４の操作を主体として車両１の進行方向を操作することである。手動速度調整は、運転者のアクセル操作又はブレーキ操作を主体として車両の速度を調整することである。

一方、自動運転モードは、例えば、道路に沿って車両を自動的に走行させる運転状態を実現するモードである。自動運転モードは、例えば、運転者が運転操作をすることなく、予め設定された目的地に向かって自動的に車両を走行させる運転状態を含んでもよい。自動運転モードは、必ずしも車両の全ての挙動を制御する必要はない。例えば、自動運転モードは、予め設定された許容範囲において運転者の運転操作を車両の走行に反映する運転状態も含んでよい。

図１における自動運転制御装置５は、自動運転モードによる運転制御を実行する。自動運転制御装置５は、アクセルペダルセンサ１２、ブレーキペダルセンサ１３、ＧＰＳ受信機１５、および車速センサ１６からそれぞれセンシングデータを取得する。そして、これらのセンシングデータと、記憶装置１４に記憶されたディジタルマップデータ１４ａ、ナビゲーションシステム（図示せず）からの経路情報、路車間通信により取得される交通情報、周辺の人や車両の位置と動きを監視する周辺モニタリングシステムにより得られる情報などをもとに、自動運転制御装置５は車両１の走行を制御する。

自動制御には、例えば、自動操舵（操舵の自動運転）と自動速度調整（速度の自動運転）がある。自動操舵は、操舵装置３を自動で制御する運転状態である。自動操舵にはＬＫＡ（Lane Keeping Assist）が含まれる。ＬＫＡは、例えば、運転者がステアリング操作をしない場合であっても、車両１が走行車線から逸脱しないように自動で操舵装置３を制御する。なお、ＬＫＡの実行中であっても、車両１が走行車線を逸脱しない範囲（許容範囲）において運転者のステアリング操作を車両の操舵に反映してもよい。なお、自動操舵はＬＫＡに限らない。

自動速度調整は、車両１の速度を自動で制御する運転状態である。自動速度調整にはＡＣＣ（Adaptive Cruise Control）が含まれる。ＡＣＣは、例えば、車両１の前方に先行車が存在しない場合は予め設定された設定速度で車両１を定速走行させる定速制御を行う。また、車両１の前方に先行車が存在する場合には、ＡＣＣは、先行車との車間距離に応じて車両１の車速を調整する追従制御を行う。

自動運転制御装置５は、ＡＣＣを実行中であっても、運転者のブレーキ操作（例えばブレーキペダルの操作）に応じて車両１を減速させる。また自動運転制御装置５は、ＡＣＣを実行中であっても、予め設定された最大許容速度（例えば走行中の道路において法的に定められた最高速度）まで、運転者のアクセル操作（例えばアクセルペダルの操作）に応じて車両を加速させることもできる。なお、自動速度調整は、ＡＣＣに限らず、ＣＣ（Cruise Control：定速制御）等も含まれる。

ところで、本実施形態における自動運転制御システムは、モード切替制御システム１００を備える。モード切替制御システム１００は、車両の運転モードを切り替えるモード切替を制御する。モード切替制御システム１００は、モード切替を制御するコンピュータとしてのモード切替制御装置６を備える。以下では、自動運転モードから手動運転モードへの切り替えについて説明する。

モード切替制御システム１００は、車載レーダ８、前方監視カメラ１１、表示部９およびスピーカ１０を備える。
車両１の周辺を監視するセンサの一例としての車載レーダ８は、例えば車両１の前方に向けてＧＨｚ帯の電波（レーダ波）を放射し、そのエコーを受信する。レーダ波の送信からエコーの受信までの時間に基づいて、レーダ探知領域内のオブジェクトまでの距離を測ることができる。エコーの波長を計測すれば車両１とオブジェクトとの相対速度を測ることもできる。このような基本的な信号処理は車載レーダ８において実施され、センシングデータの一例としてのレーダデータが生成される。オブジェクトまでの距離、相対速度、電波反射鏡度などを含むレーダデータはモード切替制御装置６に渡される。

車両１の周辺を監視するセンサの一例としての前方監視カメラ１１は、例えばフロントガラスの最奥部などに、その視野を車両１の進行方向に向けて取り付けられる。前方監視カメラ１１は、例えば車両１の前方数１００ｍまでの領域を撮像し、画像処理を施して映像データを得る。オブジェクトに関するセンシングデータの一例としての映像データは、モード切替制御装置６に渡される。

表示器の一例としての表示部９は、運転者を含む搭乗者とモード切替制御装置６とのヒューマンマシンインタフェースであり、車両周辺の地図、種々の情報あるいはメッセージなどを表示する。スピーカ１０もこの種のインタフェースの一つであり、音声によるメッセージを出力する。

なおモード切替制御システム１００は、ドライバカメラ７に接続されても良い。ドライバカメラ７は、例えばダッシュボード上のように、運転者を撮像できる場所に配置され、運転者を含む車内を撮像する。生成した映像信号はモード切替制御装置６に出力される。

図２は、モード切替制御装置６の一例を示す機能ブロック図である。モード切替制御装置６は、制御部６１と、Ｉ／Ｏ（入出力インタフェース）６２と、記憶部６３とを備える。

Ｉ／Ｏ６２は、車載レーダ８からレーダデータを取得し、前方監視カメラ１１から映像データを取得する。これらのデータは記憶部６３に記憶される（レーダデータ６３ａ、映像データ６３ｂ）。またＩ／Ｏ６２は、制御部６１から指示されたアドレスのディジタルマップデータ１４ａを記憶装置１４から取得し、記憶部６３に保持する。さらにＩ／Ｏ６２は、表示画像データを表示部９に渡して所望の画像を表示させ、音声信号データをスピーカ１０に転送して拡声出力させる。

制御部６１は、コンピュータを構成するＣＰＵ（Central Processing Unit）およびメモリを有する。制御部６１は、この実施形態を実施するために必要な制御機能として、取得部６１ａ、計算部６１ｂ、および通知制御部６１ｃを備える。これらの制御機能は、メモリに書き込まれたプログラムをＣＰＵが実行することで実現される。

つまり、取得部６１ａは、モード切替のために設定される切替区間における周辺状況を示すセンシングデータを、車両１の周辺を監視するセンサから取得する命令をコンピュータに実行させることで実現される、処理機能である。
計算部６１ｂは、センシングデータに基づいて、切替区間においてモード切替の推奨される位置であるモード切替推奨位置を計算する命令をコンピュータに実行させることで実現される、処理機能である。
通知制御部６１ｃは、モード切替推奨位置を車両１の運転者に通知する命令をコンピュータに実行させることで実現される、処理機能である。

取得部６１ａは、車両１の周辺状況を示すセンシングデータを、車両１の周辺を監視するセンサから取得する。すなわち取得部６１ａは、レーダデータ６３ａを車載レーダ８から取得して記憶部６３に記憶する。特に、取得部６１ａは、車両１の運転モードを自動運転モードから手動運転モードに切り替える際に、切替区間におけるレーダデータ６３ａを車載レーダ８から取得する。

実施形態において、切替区間とは、例えば、高速道路を走行中であれば目的地の最寄りのインターチェンジの出口の手前に、モード切替のために予め設定される区間を意味する。

計算部６１ｂは、切替区間において前記モード切替の推奨される位置であるモード切替推奨位置を、取得されたレーダデータ６３ａに基づいて計算する。すなわち計算部６１ｂは、レーダデータ６３ａを処理して、車両１の周辺におけるオブジェクトの分布状況を計算する。この処理により作成された車両分布データ６３ｃは記憶部６３に記憶される。そして計算部６１ｂは、モード切替推奨位置を計算するために、車両分布データ６３ｃに示されるオブジェクトの分布状況を判定基準とする。例えば、切替区間においてオブジェクトの分布密度が最も疎となる位置をモード切替推奨位置とすることができる。オブジェクトの分布密度が最も疎となる位置とは、ようするに障害物から最も離れた位置として理解されることができる。

実施形態におけるモード切替推奨位置とは、モード切替を最も安全に実行できると考えられる位置である。例えば障害物から最も離れた位置でモード切替を実行すれば、最も安全と考えられる。本来、切替区間の中であればどこでもモード切替を実行することができるが、実施形態では、その中でも、より安全な位置をサーチする。

モード切替推奨位置は、例えば緯度と経度、あるいはＸＹ座標系における位置座標のように数値化して表すことができる。モード切替推奨位置を数値化したモード切替推奨位置データ６３ｄは、記憶部６３に記憶される。

安全な位置はモード切替推奨位置だけに限られるのではなく、或る程度の広がりを持って切替区間に分布していると考えられる。そこで計算部６１ｂは、切替区間におけるモード切替の推奨の度合いを数値化した指標（以下、推奨度と略称する）の分布を、例えば車両分布データ６３ｃの逆数として計算する。

通知制御部６１ｃは、計算されたモード切替推奨位置を車両１の運転者に通知するための制御を行う。通知制御部６１ｃは、例えば、車両１の周辺のマップ画像にモード切替推奨位置を重ねた画像データを作成して表示部９に表示することで、モード切替推奨位置を運転者に視覚的に通知する。車両１の周辺のマップ画像は、ＧＰＳ受信機１５から出力される車両１の位置情報に対応するマップデータをディジタルマップデータ１４ａから読み出すことで取得できる。通知制御部６１ｃは、このマップデータのモード切替推奨位置に対応する座標にモード切替推奨位置を示すアイコンを重畳して表示画像データ６３ｅを作成する。この表示画像データ６３ｅは記憶部６３に記憶される。

計算部６１ｂによって推奨度の分布が計算されると、この分布も視覚的に表示することができる。すなわち通知制御部６１ｃは、推奨度の値を表示色にマッピングしたカラーマップ（ヒートマップ）画像を作成し、表示画像データ６３ｅを記憶部６３に記憶する。そして通知制御部６１ｃは、記憶部６３から表示画像データ６３ｅを読み出し、表示部９に表示する。

記憶部６３は、レーダデータ６３ａ、映像データ６３ｂ、車両分布データ６３ｃ、モード切替推奨位置データ６３ｄ、および表示画像データ６３ｅを記憶する。

記憶部６３は、例えばＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、フラッシュメモリ、ＳＤＲＡＭ（Synchronous Dynamic RAM）などの半導体メモリ、あるいはＥＰＲＯＭ（Erasable Programmable ROM）、ＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable ROM）などの不揮発性メモリ、あるいはＳＳＤ（Solid State Drive）やＨＤＤ（Hard Disk Drive）等のストレージメディアであって良い。あるいは、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）やＰＩＣ（Peripheral Interface Controller）などのワンチップマイコン内部に設けられた記憶領域であっても良い。次に、上記構成を基礎として本発明における作用と効果を説明する。

［第１の実施形態］
図３は、図２に示されるモード切替制御装置６の処理手順の一例を示すフローチャートである。この実施形態では、高速道路から一般道に降りるケースを想定し、例えばインターチェンジの手前に予め設定された切替区間内でモード切替を実行することを考える。

図３において、例えばナビゲーションシステム（図示せず）を用いて目的地がセットされると（ステップＳ１）、モード切替制御装置６は、経路上にあるインターチェンジへの接近を待ち受ける（ステップＳ２）。インターチェンジへの接近が認識されると（ステップＳ２：Ｙｅｓ）、モード切替制御装置６は、車載レーダ８で生成されたレーダデータを取得し（ステップＳ３）、データ解析処理を行う（ステップＳ４）。

図４は、切替区間の周辺での車両分布の一例を示す図である。車両１の車載レーダ８の探知領域は、高速道路ＨＷＹから一般道Ｒに降りる手前に設定された切替区間を十分に覆う程度に広いとする。切替区間に進入するに先立ち、また、切替区間の中においても、モード切替制御装置６は車載レーダ８からのレーダデータを解析し、周辺車両の分布を計算する（図３のステップＳ５）。その結果は車両分布データ６３ｃとして記憶される。例えば図４に示される状況では、車両分布データ６３ｃ周辺車両の分布密度は切替区間の終了付近で高く、切替区間の開始付近では低いことがわかる。

図５は、図４に示される状況での推奨度の分布の一例を示す図である。先に述べたように推奨度とは切替区間におけるモード切替の推奨の度合いを数値化した指標であり、その分布は、例えば車両分布データ６３ｃの逆数として計算される。そうすると図４のケースでの推奨度は、「切替区間の開始付近で高く、終盤に至るほど低い」分布になる。推奨度の高低をハッチングの濃淡で示すと図５に示されるような分布が得られる。

図３に戻って説明を続ける。推奨度の分布が計算されると、モード切替制御装置６は、推奨度の値の最も高い位置をモード切替推奨位置として特定する（ステップＳ７）。モード切替推奨位置は、例えばシンボルアイコン２００として示される（図５）。

次にモード切替制御装置６は、推奨度の値を表示色にマッピングした例えば短冊状のカラーマップを、記憶装置１４から読み出した最新のディジタルマップデータ１４ａに合成し、表示画像データ６３ｅを作成する（ステップＳ８）。作成された表示画像データ６３ｅは直ちに表示部９に表示される（ステップＳ９）。

ステップＳ３からステップＳ９までの手順は、運転モードが自動運転モードから手動運転モードに切り替わるまで、例えば表示部９の表示の更新周期に応じた周期で繰り返される（ステップＳ１０）。もちろん、例えばステップＳ３のセンシングデータの取得は、他のステップにおける処理と同時並行的に実施されることもできるし、各ステップに示される処理の順番は図３に限定されるものではない。

図６は、表示部９に表示されるナビゲーション画面の一例を示す図である。目的地への経路上のインターチェンジが近付くとナビゲーション画面の例えば右端に、切替区間に対応する短冊状のグラフ（図５に対応）と、モード切替推奨位置を示すシンボルアイコン２００が現れる。運転者はこの表示を参照することにより、切替区間の中でもどの位置において、モード切替を行うのが良いのかを判断することができる。図６によれば、切替区間に進入すると早めにモード切替を完了してしまうほうが安全であることが分かる。

図７は、切替区間周辺での車両分布の他の例を示す図である。図４および図５と比較すると、車両１の右側と切替区間の終盤付近に他の車両があるが、切替区間の中央では車両が少ないことが分かる。これに応じて推奨度は切替区間の中央付近で高くなり、モード切替推奨位置も中央近辺に算出される。このことを反映してナビゲーション画面は例えば図８に示されるように表示され、運転者は、切替区間の中央付近でモード切替を実行するほうがより安全であることが分かる。

以上述べたように第１の実施形態では、自動運転モードによる走行制御中に切替区間が近付くと、車載レーダ８からのレーダデータを取得部６１ａが取得して計算部６１ｂに渡す。計算部６１ｂはこのレーダデータを解析して車両１周辺の他の車両の分布を求め、その結果に基づいて、モード切替の推奨度の分布およびモード切替推奨位置を計算する。そして通知制御部６１ｃが、推奨度の分布を表示色に対応付けたカラーマップ画像を作成し、表示部９に表示するようにしている。

このようにしたので、切替区間の中でも、より安全かつ適切な切り替えポイントが運転者に積極的に通知され、運転者は、他の車両などの障害物の少ない位置において運転モードを切り替えられるようになる。すなわち第１の実施形態によれば、運転モードを適切な位置で切り替えられるようになり、これにより安全性の向上を図ったモード切替制御装置、モード切替制御システム、モード切替制御方法およびプログラムを提供することができる。

［第２の実施形態］
第１の実施形態では、車載レーダ８で得られるレーダデータに基づいてモード切替推奨位置を算出するようにした。第２の実施形態では、前方監視カメラ１１で撮像された映像データに基づいてモード切替推奨位置を算出する例について説明する。

また、第１の実施形態では、高速道路のインターチェンジ付近に設定された切替区間内でモード切替を行うことを想定した。第２の実施形態では、運転者がモード切替の意思表示をすることによって設定される切替区間内でモード切替を実行することを想定する。

図９は、第２の実施形態に係るモード切替制御装置６の処理手順の一例を示すフローチャートである。図９において、モード切替制御装置６は、運転者からの運転モードの切り替え要求（意思表示）を待ち受ける。例えば自動運転モードのときに手動運転モードへの切り替え要求があると（ステップＳ２１：Ｙｅｓ）、モード切替制御装置６は、例えば車両前方の数１００ｍの区間をモード切替のための切替区間として設定する（ステップＳ２）。

次にモード切替制御装置６は、前方監視カメラ１１で生成された映像データを取得し（ステップＳ２３）、データ解析処理を行う（ステップＳ２４）。

図１０は、前方監視カメラ１１の視野に捕えられた映像の一例を示す図である。このような映像データを既知の画像処理技術で解析することで視野内のオブジェクトを個別に識別し、各オブジェクトの分布状況を知ることができる。例えば、ＯｐｅｎＣＶ（Open Source Computer Vision library）などのフレームワークを利用することで、車両分布に限らず、道路形状や路面の状態なども映像データから算出することができる。さらに、車両向けの画像解析に特化したライブラリを開発することによっても、より精度の高いデータを生成することができる。

周辺車両の分布が計算されると（ステップＳ２５）。その結果は車両分布データ６３ｃとして記憶される。そうするとモード切替制御装置６は、第１の実施形態と同様、車両分布データ６３ｃに基づいてモード切替の推奨度の分布を計算し（ステップＳ２６）、推奨度の値の最も高い位置をモード切替推奨位置として特定する（ステップＳ２７）。

次にモード切替制御装置６は、モード切替推奨位置を運転者に通知するための音声メッセージを作成し（ステップＳ２８）、スピーカ１０から拡声出力する（ステップＳ２９）。

図１１に示されるように、車両１の現在位置からモード切替推奨位置までの距離を計算して「おすすめ切り替えポイントまであと５００メートルです」という音声メッセージを流すようにしても良い。あるいは図１２に示されるように、車両１の現在位置からモード切替推奨位置までの距離を現在の車速で除算して、モード切替推奨位置に至るまでに要する時間を計算し、「おすすめ切り替えポイントまであと４０秒メートルです」という音声メッセージを流すようにしても良い。

第２の実施形態では、運転モードが自動運転モードから手動運転モードに切り替わるまで（ステップＳ３０：Ｙｅｓ）、ステップＳ２８およびステップＳ２９の手順を、例えば１０秒などの比較的長めの間隔で繰り返すと良い。音声メッセージを余りに短期間で出力すると、却って運転者に心理的圧迫を与えかねないからである。図９においても、映像データの取得と解析は、他のステップにおける処理と同時並行的に実施してもよい。

以上述べたように第２の実施形態では、自動運転モードにおいて運転者から手動運転モードへの切り替えの意思表示がなされると、計算部６１ｂは車両前方に切替区間を設定し、前方監視カメラ１１からの映像データを解析して車両１周辺の他の車両の分布を求める。周辺車両の分布が分かれば、計算部６１ｂは、モード切替の推奨度の分布およびモード切替推奨位置を計算する。そして通知制御部６１ｃが、モード切替推奨位置を音声で運転者に通知するようにしている。

このようにしたので、切替区間の中でも、より安全かつ適切な切り替えポイントが運転者に積極的に通知され、運転者は、他の車両などの障害物の少ない位置において運転モードを切り替えられるようになる。

また第２の実施形態では、音声によりモード切替推奨位置を通知するようにした。音声による通知は、例えばボリュームを大きくすれば運転者に覚醒効果をもたらすなどの、視覚的な通知とは異なる効果を期待できる。

さらに第２の実施形態では、前方監視カメラ１１により得られた映像データに基づいてモード切替推奨位置を計算するようにした。これにより、電波によるレーダでは得られない解像度を得られ、より精密な位置を計算できる効果がある。すなわち第２の実施形態によっても、運転モードを適切な位置で切り替えられるようになり、これにより安全性の向上を図ったモード切替制御装置、モード切替制御システム、モード切替制御方法およびプログラムを提供することができる。

なお、この発明は上記実施形態に限られるものではない。例えば、車載レーダ８から取得されるレーダデータに基づくオブジェクトの分布と、前方監視カメラ１１から取得される映像データに基づくオブジェクトの分布との双方を用いて、モード切替の推奨度の分布やモード切替推奨位置を計算することもできる。このように種類の異なるセンサからのデータを統合的に取り扱うことで（センサフュージョン）、精度の向上や互いの補完等の効果を得ることができる。

例えば進行方向直前に大きな車両（トラックなど）が現れたときに、前方監視カメラ１１だけでは視野がふさがれてしまう虞がある。そこで車載レーダ８を併用することで、電波の回折／反射などの特性を活かしたセンシングを行い、映像データを補間することができる。また、例えば夜間走行時にはレーダデータのウェイトを上げ、荒天時には映像データのウェイトを上げるようにすれば、光と電波の互いの伝搬特性を考慮に入れつつ、周辺のオブジェクトの分布をより正確に計算することが可能になる。さらに、超音波レーダなどの他のセンサを用いることももちろん可能である。

あるいは、前方監視カメラ１１を複数取り付けてもよい。例えば車両１の向かって右側と左側に前方監視カメラ１１を一つずつ取り付ければ、両方のカメラで広い視野を確保でき、他の車両の不意の割り込みなどによって視野が失われることを防止できる。また、複数のカメラを用いれば、いわゆるステレオカメラの原理によって奥行き情報を取得することができ、視野内のオブジェクトまでの距離を精密に測ることができる。もちろん、カメラの数は２に限定されるものではなく、さらに多くのカメラ（画像センサ）を用いることができる。

また、モード切替制御装置６は組み込みの専用ハードウェア機器として提供することもできるし、既存の車載機器（例えばカーナビゲーション装置）に備わる機能として実装することも可能である。

さらに、ドライバカメラ７で撮像された運転者の映像データから運転者の状態を数値的に評価する技術と組み合わせれば、音声アナウンスをするか、しないかの判断も含め、さらに安全性を高めたシステムを提供できる可能性がある。

この発明の装置は、コンピュータとプログラムによっても実現でき、プログラムを記録媒体に記録することも、ネットワークを通して提供することも可能である。
また、以上の各装置及びそれらの装置部分は、それぞれハードウェア構成、またはハードウェア資源とソフトウェアとの組み合せ構成のいずれでも実施可能である。組み合せ構成のソフトウェアとしては、予めネットワークまたはコンピュータ読み取り可能な記録媒体からコンピュータにインストールされ、当該コンピュータのプロセッサに実行されることにより、各装置の機能を当該コンピュータに実現させるためのプログラムが用いられる。

コンピュータに関連して用いられる「プロセッサ」あるいは「ハードウェアプロセッサ」という用語は、例えばＣＰＵ、ＧＰＵ(Graphics Processing Unit)、或いは、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＳＰＬＤ（Simple Programmable Logic Device）、ＣＰＬＤ（Complex Programmable Logic Device）、またはＦＰＧＡ等の回路と理解され得る。

プロセッサは、メモリに記憶されたプログラムを読み出し実行することで、プログラムに基づく特有の機能を実現する。メモリに代えて、プロセッサの回路内にプログラムを直接組み込むよう構成することも可能である。このケースでは、プロセッサは回路内に組み込まれたプログラムを読み出し実行することでその機能を実現する。

このほか車両の種類、自動運転制御装置の機能、モード切替制御装置の制御機能と制御手順および制御内容等についても、この発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施可能である。

要するにこの発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。

上記の実施形態の一部又は全部は以下の付記のようにも記載され得るが、以下に限られるものではない。
（付記１）
車両の運転モードを手動運転モードと自動運転モードとの間で切り替えるモード切替を制御するモード切替制御装置であって、ハードウェアプロセッサと、メモリとを有し、
前記ハードウェアプロセッサは、
前記モード切替のために設定される切替区間における周辺状況を示すセンシングデータを、前記車両の周辺を監視するセンサから取得し、
前記センシングデータに基づいて、前記切替区間において前記モード切替の推奨される位置であるモード切替推奨位置を計算し、
前記計算されたモード切替推奨位置の位置情報を前記メモリに記憶するように構成される、モード切替制御装置。

（付記２）
車両の運転モードを手動運転モードと自動運転モードとの間で切り替えるモード切替を制御するモード切替制御システムであって、前記車両の周辺を監視して当該車両の周辺状況を示すセンシングデータを出力するセンサと、ハードウェアプロセッサと、メモリとを有し、
前記ハードウェアプロセッサは、
前記モード切替のために設定される切替区間における周辺状況を示すセンシングデータを、前記センサから取得し、
前記センシングデータに基づいて、前記切替区間において前記モード切替の推奨される位置であるモード切替推奨位置を計算し、
前記計算されたモード切替推奨位置の位置情報を前記メモリに記憶するように構成される、モード切替制御システム。

（付記３）
車両の運転モードを手動運転モードと自動運転モードとの間で切り替えるモード切替をコンピュータにより制御するモード切替制御方法であって、
少なくとも１つのハードウェアプロセッサを用いて、前記モード切替のために設定される切替区間における周辺状況を示すセンシングデータを、前記車両の周辺を監視するセンサから取得する過程と、
少なくとも１つのハードウェアプロセッサを用いて、前記センシングデータに基づいて、前記切替区間において前記モード切替の推奨される位置であるモード切替推奨位置を計算する過程とを具備する、モード切替制御方法。

１…車両、２…パワーユニット、３…操舵装置、４…ステアリングホイール、５…自動運転制御装置、６…モード切替制御装置、７…ドライバカメラ、８…車載レーダ、９…表示部、１０…スピーカ、１１…前方監視カメラ、１２…アクセルペダルセンサ、１３…ブレーキペダルセンサ、１４…記憶装置、１４ａ…ディジタルマップデータ、１５…ＧＰＳ受信機、１６…車速センサ、６１…制御部、６１ａ…取得部、６１ｂ…計算部、６１ｃ…通知制御部、６３…記憶部、６３ａ…レーダデータ、６３ｂ…映像データ、６３ｃ…車両分布データ、６３ｄ…モード切替推奨位置データ、６３ｅ…表示画像データ、１００…モード切替制御システム、２００…シンボルアイコン。

Claims (12)

1. 車両の運転モードを手動運転モードと自動運転モードとの間で切り替えるモード切替を制御するモード切替制御装置であって、
   前記モード切替のために設定される切替区間における周辺状況を示すセンシングデータを、前記車両の周辺を監視するセンサから取得する取得部と、
   前記センシングデータに基づいて、前記切替区間において前記モード切替の推奨される位置であるモード切替推奨位置を計算する計算部とを具備する、モード切替制御装置。
2. 前記計算部は、前記車両の周辺におけるオブジェクトの分布状況を判定基準として前記モード切替推奨位置を計算する、請求項１に記載のモード切替制御装置。
3. 前記計算部は、前記切替区間において前記オブジェクトの分布密度が最も疎となる位置を前記モード切替推奨位置とする、請求項２に記載のモード切替制御装置。
4. さらに、前記モード切替推奨位置を前記車両の運転者に通知する通知制御部を具備する、請求項１乃至３のいずれか１項に記載のモード切替制御装置。
5. 前記通知制御部は、当該車両の周辺のマップ画像に前記モード切替推奨位置を重ねて表示器に表示する、請求項４に記載のモード切替制御装置。
6. 前記計算部は、前記モード切替の推奨の度合いを数値化した指標の前記切替区間における分布を計算し、
   前記通知制御部は、前記指標の値を前記マップ画像における表示色に対応付けてカラーマップ表示する、請求項５に記載のモード切替制御装置。
7. 前記通知制御部は、前記モード切替推奨位置に至るまでの時間を前記車両の運転者に音声で通知する、請求項４に記載のモード切替制御装置。
8. 前記センサは、前記車両の進行方向を含む探知領域に電波を放射しそのエコーに基づいて前記探知領域内に関するレーダデータを得るレーダである、請求項１に記載のモード切替制御装置。
9. 前記センサは、前記車両の進行方向を含む視野を撮像して当該視野内に関する映像データを得る画像センサである、請求項１に記載のモード切替制御装置。
10. 車両の運転モードを手動運転モードと自動運転モードとの間で切り替えるモード切替を制御するモード切替制御システムであって、
    前記車両の周辺を監視して当該車両の周辺状況を示すセンシングデータを出力するセンサと、
    前記モード切替のために設定される切替区間における周辺状況を示すセンシングデータを、前記センサから取得する取得部と、
    前記センシングデータに基づいて、前記切替区間において前記モード切替の推奨される位置であるモード切替推奨位置を計算する計算部とを具備する、モード切替制御システム。
11. 車両の運転モードを手動運転モードと自動運転モードとの間で切り替えるモード切替をコンピュータにより制御するモード切替制御方法であって、
    前記コンピュータが、前記モード切替のために設定される切替区間における周辺状況を示すセンシングデータを、前記車両の周辺を監視するセンサから取得する過程と、
    前記コンピュータが、前記センシングデータに基づいて、前記切替区間において前記モード切替の推奨される位置であるモード切替推奨位置を計算する過程とを具備する、モード切替制御方法。
12. コンピュータを、請求項１乃至９のいずれか１項に記載のモード切替制御装置として機能させるためのプログラム。